Tổng quan về hệ thống ABS trên ô tô

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong những hệ thống an toàn chủ động của ô tô hiện đại.Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiển quá trình phanh một các

LỜI NÓI ĐẦU

Trên ô tô, hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô đến khi dừng hẳn hoặcđến một tốc độ cần thiết nào đó, ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô

tô đứng yên tại chỗ trên mặt dốc nghiêng hay mặt đường ngang Như vậy hệ thốngphanh trên ô tô là một hệ thống đặt biệt quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyểnđộng an toàn với mọi chế độ làm việc Nhờ đó có thể phát huy hết khả năng động lực,nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của ô tô

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử, hệthống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS (viết tắt từ chữ tiếng anh: Anti-lockBraking System) tích hợp các hệ thống điều tiết lực kéo ETS (viết tắt từ chữ tiếnganh: Electronic Traction System) hệ thống chống trượt khi tăng tốc ASR (viết tắt từchữ tiếng anh: Acceleration Slip Regulation) hệ thống ổn định xe điều khiển bằngđiện tử ESP (viết tắt từ chữ tiếng anh: Electronic Stability Program) hệ thống hổ trợphanh gấp BAS (viết tắt từ chữ tiếng anh: Brake Assist) ngày càng trở nên phổ biến

và có mặt hầu hết trên các ô tô hiện đại

Sở dĩ như vậy là do vai trò quan trọng của ABS- là một trong những hệ thống

an toàn chủ động của ô tô Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm có thể xảy

ra khi vận hành, nhờ điều khiển quá trình phanh ô tô một cách tối ưu

1 SƠ LƯỢC VỀ ABS.

1.1 Chức năng, nhiệm vụ hệ thống phanh ABS.

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫnđộng phanh các bánh xe trước và sau có thể đảm bảo :

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám

và tránh quay xe khi phanh)

- Hoặc các bánh xe trước được hãm cứng trước (để đảm bảo điều kiện ổnđịnh)

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toànnhất, vì:

- Khi phanh ngặt, các bánh xe có thể bị hãm cứng và trượt dọc, các bánh xetrượt lên trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám Nghiêng cứu cho thấy hệ sốbám dọc có giá trị cao nhất ( hình 1.6) khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ tronggiới hạn hệ số trượt:

40 60 80 100

0,40,60,8

Hình 1.1 Sự thay đổi hệ số bám dọc φ x và hệ số bám ngang φ y theo độ trượt tương

đối λ của bánh xe

Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả khi phanh và tính ổn định cao Ngoài ra còngiảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần thiết quá trình phanh ở giới hạn bắtđầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo cho các bánh xe trong quá trình phanh không

bị trượt lết hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ=(15÷ 30)% Đó chính làchức năng, nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phảiđiều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đườngthay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh

xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều chỉnh khác nhau như:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

- Theo giá trị độ trượt cho trước

- Theo tỉ số gia tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong những hệ thống an toàn chủ động của ô tô hiện đại.Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu

Các hệ thống chống hãm cưng bánh xe được nghiên cứu ở Đức ngay từ những năm đầu thế kỷ 20 Tiếng Đức lúc đó gọi là anti-blockier system viết tắt là A.B.S,sau này tiếng Anh gọi là antilock bracking system viết tắt là abs

1.2 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS.

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh cómạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một hệ thống phanh ABS có dạng nhưtrên hình 1.3 gồm:

- Bộ phận cảm biến 1, bộ điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thựchiện 3, nguồn năng lượng 4

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi các thông số đượcchọn để diều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giátrị độ trượt) và tín hiệu đến bộ điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyềnlệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành tăng hoặc giảm áp suất trong dẫn độngphanh

- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén ) 5 qua 3 đếncác xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quá trìnhphanh

Để hiểu nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sátquá trình phanh bánh xe như trên hình 1.3

6

5

Hình 1.3 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn nănglượng; 5- Xi lanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xi lanh bánh xe hoặc bầu phanh

Nếu bỏ qua mô men cản lăn rất nhỏ và để dơn giản coi Zbx = const, thì phươngtrình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, códạng:

Mp - Mφ – Jp (

dt

db ) =0

Ở đây: Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh

Mφ – Mô men bám của bánh xe với đường

Jb - Mô men quán tính của bánh xe

ωb - Tốc độ góc của bánh xe

b

p b

b

J

M M dt

Hình 1.4 Các lực tác dụng lên bánh xe khi phanh

Sự thay đổi Mp, Mφ và εb theo độ trượt thể hiện trên hình 1.5:

23456

Hình 1.5 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS

- Đoạn O – 1 – 2 biểu diễn qua quá trình tăng Mp khi đạp phanh Hiệu (Mp

-Mφ ) tỉ lệ với gia tốc chậm dần εb của bánh xe Hiệu trên tăng nhiều khi đường Mφ điqua điểm cực đại Do đó sau thời điểm này, gia tốc εb bắt đầu tăng nhanh Sự tăng độtngột của εb làm giảm áp suất trong dẫn động Do có sự chậm tác dụng nhất định nào

đó (phụ thuộc tính chất hệ thống) sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2

- Do Mp εb giảm theo và bằng 0 ở điểm 3 Vào thời điểm tương ứng với điểm4- mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi

- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nếuxảy ra sự tăng tốc bánh xe Sự tăng gia tốc góc được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai

để điều khiển tăng áp suất tổng hệ thống phanh (hình 1.5)

- Khi tốc độ bánh xe tăng lên, độ trượt giảm vì vậy φ cũng như Mφ tăng lên

- Tiếp theo, chu trình lặp lại Như vậy trong quá trình điều khiển, bánh xe lúcthì tăng tốc, lúc thì giảm tốc và buộc Mφ phải hay đổi theo chu trình kín 1 – 2 - 3–4– 5 – 6 – 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1 ÷ λ2 ( hình 1.5)đảm bảo hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất

Trên hình 1.6 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn độngphanh và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian

4 56

Pbd

6

5

43

21

như vậy gọi là ABS 3 pha một số ABS không có pha duy trì áp suất gọi là ABS 2pha.

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trongphạm vi λ1 ÷ λ2 = (10 ÷ 30 )% Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng

3 ÷ 8 Hz còn trong dẫn động thuỷ lực đến 20 Hz

Để thấy rỏ hơn vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhậnđược khi thử nghiệm xe du kịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thịquá trình phanh trên hình 1.7, hình 1.8

Bảng 1.1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ô tô du lịch có trang bị ABS

(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng).

10,618,6

13,123,7

19,121,1Đường bê tông khô

Đường bê tông ướt

27,7727,77

41,162,5

50100

17,837,5

Hình 1.7 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn

Hình 1.8 Quá trình phanh điển hình của ô tô trang bị ABS.

1.3 Phân loại hệ thống phanh ABS.

Mặc dù có chung nguyên lý làm việc, nhưng các ABS được thiết kế theo nhiều sơ

đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau Trên hình 1.9a là sơ đồ phânloại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế giới chế tạo

Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành 2 nhóm lớn: Điều khiểnbằng cơ khí và điều khiển bằng điện tử

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN

Hình 1.9a Sơ đồ phđn loại hệ thống phanh ABS

Theo thănh phần kết cấu, ABS có thể chia ra:

- Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn gọi lăloại không tích hợp )

- Loại bân tích hợp

- Loại tích hợp

Theo phương pháp diều chỉnh áp suất, chia ra:

- Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu

- Dùng van xả dầu về bình chứa

6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ

2 HỆ THỐNG CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ABS KẾT HỢP CÁC HỆ THỐNG ETS/ASR, ESP TRÊN Ô TÔ MERCEDES- BENZ C240.

Trên ô tô Mercedes-Benz C240 được trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xeABS kết hợp với các hệ thống điều tiết lực kéo, chống trượt quay ETS/ASR(Electronic Traction System/Acceleration Slip Regulation), hệ thống hỗ trợ phanhkhẩn cấp BAS (Brake Assist) và hệ thông ổn định xe khi quay vòng được điều khiểnbằng điện tử ESP (Electronic Stability Program), do hãng BOSCH chế tạo

2.1 Hệ thống phanh trang bị ABS (Anti-Lock Bracking System).

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh trang bị ABS trên ô tô C240.

1- Xi lanh chính; 2- Mô tơ bơm thuỷ lực; 3- Bình tích năng; 4- Khối thuỷ lực; Khối điều khiển điện tử ABS; 6- Đèn báo sự cố ABS; 7, 8, 9, 10- Cảm biến tốc độ

5-bánh xe; 11- Công tắc hành trình bàn đạp phanh

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe trên ô tô C240 là loại không tích hợp dùng vớidẫn động phanh thuỷ lực được điều khiển bằng điện tử (hình 2.1) Vì vậy cấu tạo của

nó gồm:

- Hệ thống phanh chuẩn thông thường

- Khối thuỷ lực

- Khối điều khiển điện tử

- Các cảm biến tốc độ bánh xe

Hệ thống ABS này ngoài chức năng chống hãm cứng bánh xe , nó còn kết hợpthêm một số chức năng chống trượt quay, hỗ trợ phanh khẩn cấp, ổn định ô tô khiquay vòng và nó được bổ sung vào hệ thống phanh chuẩn thông thường

2.1.1 Hệ thống phanh chuẩn thông thường.

Hệ thống phanh chuẩn có cấu tạo gồm: Cơ cấu phanh, dẫn động phanh, xi lanhchính và bộ trợ lực chân không

+ Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh trên ô tô C240 là loại đĩa quay hở, má kẹp tuỳ

động- xi lanh bố trí trên má kẹp (hình 2.2)

Hình 2.2 Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa

1- Khớp nối dẫn hướng; 2- Ổ lăn; 3- Đĩa phanh; 4- Má phanh; 5- Moayơ; 7- Má kẹp

Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu phanh thể hiện trên hình 2.3, gồm có đĩa phanh 4 gắn vớimoay ơ bánh xe, má kẹp 1 trên đó đặt các xi lanh thuỷ lực, các má phanh gắn tấm masát đặt hai bên đĩa phanh Khi đạp phanh piston 2 của xi lanh thuỷ lực đặt trên má kẹp

1 sẽ ép các má phanh 5 tỳ sát vào đĩa phanh 4, phanh bánh xe lại

Hình 2.3 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động.

1- Má kẹp; 2- Piston; 3- Chốt dẫn hướng; 4- Đĩa phanh; 5- Má phanh

Kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động có độ cứng vững thấp, khi các chốt dẫnhướng bị biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều, hiệu quả phanhgiảm và gây rung động Tuy vậy nó chỉ có một xi lanh thuỷ lực với chiều dài lớn gấpđôi, nên điều kiện làm mát tốt hơn, dầu phanh ít nóng hơn, nhiệt độ làm việc có thểgiảm được 30 ÷ 50oC Ngoài ra nó còn cho phép dịch sâu cơ cấu phanh vào bánh xe.Nhờ đó giảm được cánh tay đòn tác dụng của lực cản lăn đối với trụ quay đứng củabánh xe dẫn hướng

- Đĩa phanh được đúc bằng gang, đĩa có xẻ rảnh thông gió

- Má kẹp được đúc bằng hợp kim nhôm Để tăng tính chống mòn và giảm masát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp Crôm

- Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá

Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu , ta thấy phanh đĩa có các

ưu điểm so với phanh trống guốc như sau:

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ từ 0,05 ÷ 0,15 mm nên rất nhạy, giảmđược thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỉ số truyền dẫn động

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh , do đó má phanh mòn đều

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

- Lực ép tác dụng theo chiều trục tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị củachúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạngcủa kết cấu Vì thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.

- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn

- Điều kiện làm mát tốt hơn

Tuy vậy, phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sử dụng của nó là:

- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

- Các đĩa phanh loại hở dễ bị ô xy hoá, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước

- Thường phải sử dụng bộ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động

cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng để làmphanh dừng

+ Dẫn động phanh: Dẫn động phanh trên ô tô C240 là dẫn động phanh thuỷ lực

có trợ lực chân không, với loại dẫn động phanh này có những ưu điểm là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ

- Luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe và áp suất trong dẫn động chỉđồng thời tăng lên khi tất cả các má phanh đã áp sát vào đĩa phanh

- Có hiệu suất cao (η = 0,8 ÷ 0,9)

- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành nhỏ

- Có thể dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh Tuy nhiên hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực còn có những nhược điểm là:

- Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ bị rò rỉ thì cả dòng không dẫn độngđược

- Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bịrung động và mô men phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đườngnạp của động cơ để tạo lực phụ, tác dụng lên dẫn động phanh hỗ trợ cho người lái

14

13 12

2 3

th ôn g sô ?

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chân không.1,3- Dòng dầu dẫn động phanh; 2- Xi lanh chính; 4- Van chân không;5- Lọc không khí; 6- Bàn đạp phanh; 7- Cần; 8- Van không khí; 9-Vòng cao su; 10-Màng; 11- Bộ trợ lực chân không; 12- Động cơ

Trên hình 4.5 là sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh thuỷ lực có trợ lực chân không.Bầu trợ lực chân không 11 có hai khoang A và B và được tách bởi màng 10 Vanchân không 4 làm nhiệm vụ: nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắtđường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 8 làm nhiệm vụ: cắt đườngthông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang Avới khí quyển khi đạp phanh Vòng cao su 9 là cơ cấu tỷ lệ: làm nhiệm vụ đảm bảo sự

tỷ lệ giữa lực bàn đạp và lực phanh

Khoang B của bầu trợ lực luôn được nối thông với đường nạp của động cơ 12 quavan một chiều vì thế thường xuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh: van chânkhông mở do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suấtchân không Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 7 dịch chuyển sangphải làm van chân không 4 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn vankhông khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 5 di vào khoang A Độ chênh lệch

áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên màng của bầu trợ

lực, qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xilanh chính 2, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 3) đi đến các xi lanh bánh xe đểthực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụng lên màng 10 tăng thì biến dạng của vòngcao su 9 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 7 làm chovan không khí 8 đóng lại, giữ độ chênh áp không đổi tức lực trợ lực không đổi Muốntăng lực phanh người lái phải tiếp tục đạp manh hơn, cần 7 lại dịch chuyển sang tráilàm van không khí 8 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A Độ chênh áp lạităng lên, vòng cao su 9 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so vớicần 7 → van không khí 8 lại đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay trợ lực không đổi

và tỷ lệ với lực bàn đạp Khi phanh cực đại thì van không khí 8 mở hoàn toàn và độchênh áp hay trợ lực cũng đạt giá trị lớn nhất

+ Xi lanh chính Là bộ phận quan trọng nhất không thể thiếu trong dẫn động

thủy lực Nó có nhiệm vụ:

- Tạo áp suất làm việc hay áp suất diều khiển cần thiết

- Đảm bảo lượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống phanh

7891011

121314

15161718

Hình 2.5 Kết cấu xi lanh chính trên ô tô C240

1, 5- Lò xo; 2, 6- Phớt cao su; 3- Piston số 2; 4- Vòng su làm kín; 7- Piston số 1; Vít; 9- Cốc Chặn lò xo; 10- Công tắc đèn báo dầu phanh; 11- Phao; 12- Đầu nối điện;

8-13- Nam châm; 14- Vách ngăn; 15- Đệm làm kín; 16- Lỗ thông; 17- Lỗ bù; 18- Dãy

lỗ trên đầu piston

Xi lanh chính trên ô tô C240 là loại xi lanh chính kép

- Khi không đạp phanh, phớt cao su của piston 1 và 2 nằm giữa lỗ thông và lỗ

bù, do đó khoang dầu của xi lanh chính và bình dầu thông nhau Piston số 2 bị lực lò

xo hồi vị 1 đẩy sang phải và tỳ vào bu lông hãm

- Khi đạp phanh, piston của xi lanh số 1 dịch sang trái bịt kín lỗ bù do đó ngắtđường thông giữa xi lanh và bình chứa dầu Nếu piston tiếp tục dịch chuyển , áp suấtdầu bên trong xi lanh sẽ tăng lên, áp suất này tác dụng lên xi lanh bánh xe sau đồngthời tác dụng lên piston số 2 làm cho piston số 2 dịch chuyển sang trái Tương tự nhưpiston số 1, khi piston số 2 dịch chuyển sang trái, áp suất dầu trong khoang xi lanhcũng tăng lên và tác dụng lên xi lanh bánh xe trước

- Khi nhả bàn đạp phanh, các piston bị áp suất dầu và lò xo đẩy về vị trí banđầu Tuy nhiên do dầu từ xi lanh bánh xe không chảy về ngay lập tức, nên áp suất dầutrong xi lanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn, do đó dầu trong bình chứachảy vào xi lanh qua lỗ bù và nhiều lỗ nhỏ quanh đỉnh piston qua quanh chu vi củaphớt cao su Sau khi piston trở về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe dần dần hồi

về bình chứa qua xi lanh chính và qua lỗ bù

Bình chứa dầu có trang bị bộ phận báo mức dầu Trong trường hợp mức dầu giảmthấp, bộ phận này sẽ cho bật đèn sang trên bảng điều khiển Nguyên lý làm việc của

bộ phận báo mức dầu như trên hình 4.5 Nó gồm nam châm vĩnh cửu (13) gắn trênchiếc phao (11), tùy theo mức dầu trong bình chứa, các nam châm vĩnh cửu sẽ tácdụng lực từ làm đóng hay nở tiếp điểm dạng lá mỏng đàn hồi của công tắc (10)

- Nếu mức dầu đạt cực đại: phao (11) được đẩy lên trên, do đó nam châm (13)

sẽ không tác dụng lực từ lên tiếp điểm của công tắc (10) → tiếp điểm cắt mạch →đèn báo không sáng

- Nếu mức dầu giảm dưới mức qui định: phao hạ thấp → nam châm sẽ tácdụng lực từ làm mở tiếp điểm của công tắc (10) → công tắc đóng mạch → đèn báothiếu dầu được bật sáng trên bảng đồng hồ

+ Bầu trợ lực chân không có bổ sung hỗ trợ phanh khẩn cấp trên ô tô C240.

Trong trường hợp phanh khẩn cấp do gặp chướng ngại vật đột ngột, người láixe- đặc biệt là những người thiếu kinh nghiệm thường hoang mang, phản ứng khôngkịp thời nên đạp chân lên bàn đạp phanh không đủ mạnh, do đó không tạo đủ lựcphanh để dừng xe, đồng thời lực tác dụng của người lái xe lên bàn đạp phanh cũngyếu dần trong quá trình phanh, làm lực phanh giảm đi.

Do đó trên ô tô C240 sử dụng một hệ thống trợ lực phanh khẩn cấp BAS để hỗ trợcho người lái trong trường hợp phanh khẩn cấp Bằng cách nhận biết tốc độ dịchchuyển của hành trình màng trong bộ trợ lực, hệ thống BAS sẽ cung cấp thêm mộtlực phanh lớn hơn nhiều so với lực phanh của người lái tạo ra để dừng xe

Trên hình 2.6 là đồ thị so sánh lực phanh tạo ra trong hai trường hợp có và không

có trợ lực phanh khẩn cấp

Hình 2.6 Đồ thị so sánh lực phanh khi có và không có trợ lực phanh khẩn cấp

Hệ thống BAS được thiết kế trên cơ sở kết hợp với hệ thống ABS Trên cơ sở của

hệ thống ABS, hệ thống BAS có bổ sung một cảm biến hành trình màng và van chânkhông được điều khiển bằng điện từ vào trong bầu trợ lực chân không (hình 2.9)

Hình 2.7 Sơ đồ khối hệ thống ABS/BAS

Lực phanh

Không có trợ lực phanh khẩn cấp

Có trợ lực phanh khẩn cấp

Thời gian O

Khối thuỷ lực ABS

- Các van điện từ

- Bơm thuỷ lực áp suất

cao/ bơm hồi

Khối điều khiển điện tử ABS/BAS

Van điện từ BAS Cảm biến hành trình màng Cảm biến áp suất dầu phanh Cảm biến tốc độ bánh xeĐèn báo BAS hoạt động

- Cảm biến hành trình màng của bộ trợ lực: Cảm nhận được vị trí dịch

chuyển của hành trình màng và chuyển thành tín hiệu điện truyền về cho khối điềukhiển điện tử ABS Khối điều khiển điện tử sẽ xử lý tín hiệu và truyền tín hiệu điềukhiển đến van điện từ BAS và các van điện từ trong khối thuỷ lực ABS

Cảm biến hành trình màng là loại cảm biến “điện thế kế điện trở” Điện kếgồm gồm một điện trở cố định, trên đó có một tiếp xúc điện có thể di chuyển gọi làcon chạy, con chạy này dược gắn cơ học với màng của bầu trợ lực Giá trị của điệntrở đo giữa con chạy và một đầu của điện trở Rn là một hàm phụ thuộc vào vị trí củacon chạy (cũng như vị trí màng của bầu trợ lực) Nếu điện trở Rn được chế tạo đồngnhất thì điện kế sẽ tuyến tính và tỷ lệ với vị trí của con chạy

l L

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc cảm biền hành trình màng.

Điện trở là loại băng dẫn được làm bằng hợp kim Ni-Cu Điện trở loại băngdẫn được chế tạo bằng chất dẻo trộn bột dẫn điện là các hạt kim loại có kích cỡ ≈ 102

- Trong điều kiện phanh bình thường, hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp khônglàm việc, lúc đó bầu trợ lực phanh khẩn cấp làm việc như một bầu trợ lực chân khôngthông thường (hình 2.7)

- Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BAS làm việc khi khối điều khiển của nó nhận cáctín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến hành trình màng, cảm biến áp suất dầuphanh ở khối thuỷ lực Nếu áp suất phanh đạt 5 bar và màng của bầu trợ lực dịchchuyển được 5mm và tốc độ của ô tô lớn hơn 8 km/h thì khối điều khiển điện tử sẽtruyền tín hiệu đến van điện từ 6 hút piston van điện từ (10) đẩy cần (9) đi tới để hỗtrợ thêm lực phanh cho người lái, đồng thời khối điều khiển điển tử kích hoạt các vanđiện từ trong khối thuỷ lực và điều khiển bơm áp suất cao làm việc, cung cấp dòngchất lỏng cao áp đến dẫn động phanh (hình 2.9).

1213

1110

98

653

7 4

B A

Hình 2.9 Bầu trợ lực chân không bổ sung hỗ trợ phanh khẩn cấp trên ô tô C240.

A- Khoang trước bầu trợ lực nối thông với đường nạp động cơ; B- Khoang sau bầutrợ lực; 1- Bộ trợ lực chân không; 2- Đầu nối giữa bầu trợ lực với màng; 3- Màng; 4,7- Đường thông giữa hai khoang A, B và thông với không khí; 5- Van chân không; 6-Van không khí; 8- Van điện từ; 9- Vòng cao su; 10- Cảm biến hành trình màng; 11-

Vòng cao su tỷ lệ; 12- Cần đẩy; 13- Piston van điện từ

2.1.2 Cấu tạo hệ thống ABS trên ô tô C240.

Sơ đồ cấu tạo của ABS như trên hình 2.1, cấu tạo của nó gồm:

- Khối thuỷ lực

- Khối điều khiển điện tử

- Các cảm biến tốc độ bánh xe

a Khối thuỷ lực: Bao gồm các van thuỷ lực điều khiển bằng điện tử, bơm thủy

lực có nhiệm vụ bơm hồi dầu từ bình tích năng về bình chứa dầu Khối thủy lực cónhiệm vụ điều chỉnh áp suất khối dẫn động phanh theo tín hiệu điều khiển từ khốiđiều khiển điện tử, để tránh không cho các bánh xe hãm cứng khi phanh

Hình 2.10 Khối thuỷ lực/ Khối điều khiển điện tử trên ô tô C240.

m1- Mô tơ, bơm cao áp; 3- Bình tích năng; A7/3- Khối van điện từ;

n1- Khối điều khiển điện tử ABS/ASR/ESP

+ Bơm thuỷ lực: là nguồn tạo chất lỏng cao áp cung cấp cho toàn bộ hệ thống

Bơm thủy lực trên ô tô C240 là loại bơm một piston đẩy

A-A A

10

7 6

5 4

3 2 1

8

Hình 2.11 Bơm piston

1- Xi lanh; 2- Lỗ nạp; 3- Lỗ thoát; 4, 5, 6- Van một chiều; 7- Lò xo; 8- Cam lệch tâm;

9- Piston; 10- Con đội; 11- Trục dẫn độngBơm một piston đẩy (hình 2.11) gồm có: mô tơ điện làm quay cam lệch tâm, camlệch tâm dẫn động piston chuyển động tịnh tiến lên, xuống

- Khi piston đi xuống → van một chiều (6) mở ra do độ chênh áp giữa buồngtrên và dưới van một chiều (6) → dầu được nạp váo thể tích buồng trên van mộtchiều (6)

- Khi piston đi lên → van một chiều 6 đóng lại → áp suất dầu ở buồng trênvan 6 tăng lên, chất lỏng bị nén lại do đó đảy van một chiều (2) mở ra → chất lỏngqua van một chiều (2) đến cửa ra của bơm

+ Bình tích năng: Bình tích năng lăm nhiệm vụ tích chứa dầu cao âp vă nạp cho

- Ngoăi nhiệm vụ tích chứa dầu cao âp vă giải phóng nó khi cần thiết Bộ tíchnăng còn có tâc dụng:

+ Lăm giảm mạch động của lưu lượng của bơm vă hiện tượng “đóng cọc” + Nguồn dự phòng chất lỏng cao âp trong trường hợp phần điện của hệ thống

Bình tích năng lúc chưa làm việHình 2.12 Bộ tích năng thuỷ lựcc

(a): Bình tích năng lúc chưa lăm việc; (b): Bình tích năng lúc lăm việc1- Ni tơ; 2- Măng; 3- Nút gia cường; 4- Buồng dưới; 5- Buồng trín

+ Câc van diện từ: bao gồm câc van nạp, van xả vă van chuyển đổi.

- Van nạp (hình 2.13) lă loại van thường mở dạng van kim, có 3 cửa vă 2 vị trí,được điều khiển từ khối điều khiển điện tử

(a

14 13

12

10 9

Hình 2.13 Van nạp và van xả.

A-Đường dầu từ xi lang chính đến van nạp; B-Đường dầu từ van nạp đến xi lanhbánh xe; C-Đường dầu từ bình tích năng về xi lanh chính; D- Đường dầu từ van xả vềbình tích năng; 1- Van nạp; 2, 9- Cuộn dây; 3, 13- Van kim; 4, 14,12- Lọc; 5- Đếvan; 6- Su làm kín; 7- Van một chiều; 8, 10- Lõi di động; 11- Van xả

Nhiệm vụ của van nạp là cắt - nối đường thông giữa xi lanh chính với cá xi lanhbánh xe tương ứng

- Van xả (hình 2.13): là loại van thường đóng dạng van kim, có 2 cửa và 2 vịtrí và cũng được điều khiển từ khối điều khiển điện tử

Nhiệm vụ của van xả là cắt - nối đường thông giữa các xi lanh bánh xe tương ứng

và bình tích năng

b Khối điều khiển điện tử : Cấu tạo của khối điều khiển điện tử trên ô tô C240

như trên hình 2.10, nó được lắp đặt bên cạnh khối thuỷ lực, kết hợp với khối thuỷ lực

tạo thành một khối chung và được bố trí giữa xi lanh chính và xi lanh bánh xe Khốiđiều khiển điện tử còn được gọi là khối điều khiển chống hãm cứng bánh xe khiphanh (CAB: Control Anti-Lock Brack) hoặc mô đun điện tử điều khiển phanh(EBCM: Electronic Brack Control Module) Đây là não bộ, máy tính hoặc trung tâmđiều khiển của mọi ABS Khối điều khiển điện tử là một cụm độc lập không thể sửachữa.

- Theo dõi sự làm việc của bản thân nó Nếu có sự cố xảy ra nó sẽ tự động đưa

hệ thống chuyển sang chế độ phanh bình thường như khi không có ABS

Khối điều khiển điện tử gồm có:

- Một bộ xử lý chính, có nhiệm vụ tính toán, kiểm tra và điều khiển toàn bộ hệthống Đây là một bộ xử lý mạnh, cho phép cài đặt một chiến lược xử lý thích ứng vớicác điều kiện khác nhau của mặt đường và có thể thực hiện thử kiểm tra trực tiếp haygian tiếp toàn bộ hệ thống

- Một bộ xử lý thứ hai yếu hơn, có nhiệm vụ kiểm tra sự phù hợp của các tínhiệu do bộ xử lý chính phát ra hay nhận được

Khi 2 bộ xử lý nhận được một thông tin vào như nhau, thì sau khi xử lý chúngphải tạo ra các tín hiệu bên trong và bên ngoài giống nhau

Các bộ vi xử lý liên tục so sánh các tín hiệu này Nếu phát hiện thấy có sự sailệch → khối điều khiển điện tử sẽ cho ngừng hoạt động của ABS để đảm bảo cho hệthống phanh làm việc như một hệ thống phanh chuẩn bình thường

Trên hình là lược đồ đơn giản minh hoạ cấu tạo và sự hoạt động bên trong củakhối điều khiển điện tử